DE2120825A1 - Presse für hydrostatisches Strangpressen - Google Patents

Description

. HELMUT MISSLING ⁶³ giessen, 26.4.1 971

I—,1/-M ι λ ι—. Γ—. , ■ ^-s. ι Ii ι—ι— BISMARCKSTRASSE 43

_DIPL...NO. RICHARD SCHLEE teuton,

PATENTANWÄLTE ^ ^ ^

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Yästeras /Schweden

Presse für hydrostatisches Strangpressen

Die Erfindung betrifft eine Presse, vorzugsweise eine horizontale Presse, für hydrostatisches Strangpressen eines in einer Hochdruckkammer eingeschlossenen Rohlings.

Pressen für hydrostatisches Strangpressen enthalten gewöhnlich einen horizontalen Hochdruckzylinder, der in einem Pressengestell verschiebbar angeordnet ist und zusammen mit einer in den Zylinder hineinragenden Matrize mit einer Öffnung und einem in den Zylinder hineinschiebbaren Druckerzeugungsstempel eine geschlossene Kammer bildet. Ein Rohling, der gepreßt werden soll, wird in die Druckkammer gelegt und danach die Kammer mit einem Druckmittel gefüllt. Durch Einschieben des Druckerzeugungsstempels in die Druckkammer wird in dem Druckmittel ein Druck erzeugt, der allseitig auf den Rohling wirkt und den Rohling durch die Matrizenöffnung preßt, so daß sich eine Stange mit einem Querschnitt in Form der Matrizenöffnung bildet. Der hierfür erforderliche Druck ist einmal von dem Material des Rohlings abhängig und zum anderen von der Spritzquote, d.h. von dem

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Verhältnis zwischen dem Querschnitt des verwendeten Rohlings und dein Querschnitt des gewünschten Produkts. Die mögliche Spritzquote nimmt mit steigendem Druck stark zu, aber die Festigkeit der Druckkammer begrenzt den Druck. Bs ist heute möglich, in einer regelmäßigen Produktion mit 15-20 kbar zu arbeiten.

Ein vollständiges Füllen der Druckkammer mit einem flüssigen Druckmittel ist erwünscht, um mit der kleinsten Verschiebung des Druckerzeugungsstempels einen Preßdruck zu erreichen. Bei unvollständiger Füllung befindet sich in der Druckkammer ein gewisses G-asvolumen, wenn der Druckerzeugungsstempel eingeschoben wird. Da das Gas leichter zusammendrückbar ist als eine Flüssigkeit, bedeutet die Kompression des Gases eine verhältnismäßig große und unerwünschte Verschiebung des Druckerzeugungsstempels . Das G-asvolumen vermindert das Futzvolumen der Druckkammer. Die mögliche Rohlingsmenge verringert sich entsprechend. Eine Möglichkeit, eine Druckkammer zu füllen, ist in der OE-PS 285 292 (CH-PS 471 676, deutsche Patentanmeldung P 18 514.6) gezeigt, wobei der Preßzylinder an der Stempelseite mit einer Kammer für die Zufuhr von Flüssigkeit versehen ist, während der Zylinder über die Matrize geschoben und die Druckkammer geschlossen wird. Der Druckerzeugungsstempel muß dabei bei jedem Arbeitszyklus aus der Hochdruckdichtung herausgezogen werden, die zwischen dem Zylinder und dem Druckerzeugungsstempel abdichtet. Dichtungen für sehr hohen Druck, die zwischen zwei im Verhältnis zueinander beweglichen Teilen dichten, sind sehr empfindlich und

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Schäden entstehen in der Regel gerade beim Einschieben des Stempels durch die Dichtung. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist erfindungsgemäß die einleitend beschriebene Presse so ausgebildet, daß die Presse Anordnungen zum Einspritzen von Druckmedium in die Druckkammer durch die Auslauföffnung des gepreßten Produkts aufweist, durch die der Druck in der Druckkammer vor dem Einschieben des Druckerzeugungskdbens erhöht werden kann, und weiter ein Ventil, das das Druckmittel daran hindert, während des Entfernens der Einspritzvorrichtung aus der Druckkammer herauszuströmen.

Die Erfindung ermöglicht, daß der Hochdruckstempel nicht durch die Dichtung zwischen diesera&nd dem Zylinder herausgezogen zu werden braucht. Ein wesentlicher Anlaß zu Dichtungsschaden ist hiermit eliminiert. Die Erfindung ermöglicht weiter auch eine bedeutende Erhöhung des Druckes in der Druckkammer beim Füllen der Kammer mit einem Druckmittel, wodurch eventuell zurückbleibendes Gas wesentlich komprimiert wird, ehe der Druckerzeugungsstempel zum Erhöhen des Druckes auf Strangpreßdruck in den Zylinder geschoben wird. Mit einer wesentlichen Erhöhung des Druckes ist eine Erhöhung auf vorzugsweise 100 Bar und darüber gemacht. Eine eventuell eingeschlossene, zurückgebliebene Gasmenge ist beim Einfüllen des Druckmittels bereits auf ein vernachlässigbares Volumen zusammengepreßt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

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Fig. 1 Ms 8 einen vollständigen Arbeitszyklus einer Presse gemäß der Erfindung,

Fig. 9 "bis 12 vier Arbeitszyklen· einer Presse mit modifizierter Ausführung und

Fig.-13 und 14 zwei Ausführungsformen der Matrizenanordnung mit Einspritzorgan, wie ee in der Presse gemäß Fig. 9 "bis 12 verwendet wird.

Die in der Presse gemäß Fig. 1 bis 8 verwendete Anordnung unterscheidet sich prinzipmäßig nicht von der in Fig. 12 und 13 gezeigten.

In der Zeichnung bezeichnet 1 ein horizontales. Pressengestell. In diesem ist horizontal.ein Hochdruckzylinder 2 axial beweglich angeordnete Die hierfür erforderlichen Betatigungszylinder sind nicht gezeigt» An dem einen Ende des Gestelles 1 befindet sich ein Betatigungszylinder 3 mit einem Kolben 4 in Form eines Differentialkolbens, der mit einem Druckerzeugungssbempel 5 verbunden isto Dieser ragt in den Hochdruckzylinder 2 hinein und erzeugt den zum Strangpressen erforderlichen Druck in der Druckkammer 30, die aus dem Zylinder 2₅ dem Stempel 5 und einer in die entgegengesetzte Öffnung des Zylinders hineinragende Matrize 6 besteht» Die zu beiden Seiten des Kolbens 4 gelegenen Räume 7 und 8 sind durch Leitungen 9 und 10 und nicht gezeigte

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Betätigungsventile mit einer Druckmittelquelle verbunden. In dem Hochdruckzylinder 2 sind eine Hülse 11 und Dichtungen 12 und 13 angeordnet, die zwischen dem Zylinder 2 und dem Stempel 5 bzw. den Matrizenstützen 14 und 15 abdichten. Der Stempel 5 wird bei einem normalen Arbeitszyklus nicht aus der Dichtung 12 herausgezogen, was bedeutend dazu beiträgt, die Lebenslänge dieser Dichtung zu verlängern, die durch die Bewegung zwischen Stempel und Dichtung unter hohem Druck besonders leicht beschädigt werden kann. In der Hülse 11 ist ein Rohlinghaiter 16 axial beweglich angeordnet. Dieser ist mit einem herausragenden Leitklotz 18 versehen, der in einem Schlitz 19 in. der Hülse 11 läuft. Seine Bewegung wird von Anschlagsflächen 20, 21 an den Enden des Schlitzes begrenzt. Der Rohlinghalter enthält auch ein Federorgan 22, das den Rohling 23 vor Beginn des Pressens gegen die Matrize 12 preßt. ■

Die Presse gemäß Mg. 1 bis 8 hat eine Matrizenstütze 15, die aus

ist

demselben Stück/wie die Druckverteilungsplatte 24, die die Druckkraft auf das eine Jfoch 25 des Preßstatifs 1 überträgt. Der Preßzylinder kann so weit nach links geschoben werden, daß ein Rohling 23 und eine Matrize 6 von der Seite zwischen den Zylinder 2 und die Matrizenstütze 15 geschoben werden können, und zwar mit Hilfe von G-reiforganen 26 und 27 genau vor die Öffnung des Zylinders 2.

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Nachfolgend ist ein vollständiger Arbeitszyklus beschrieben.

Zu Beginn des Arbeitszyklusses wird der Hochdruckzylinder nach links in die in Fig. 1 gezeigte Lage geschoben. Mittels der Greiförgane 26 und 27 werden ein Rohling 23 und eine Matrize mitten vor die Öffnung des Zylinders 2 gehalten, wonach Rohling und Matrize auf die Matrizenstütze 15 zugeschoben und der Zylinder nach rechts über den Rohling geschoben wird, bis der Rohlinghalter 16 mit dem Rohling 23 in. Kontakt kommt. Der Rohlinghalter kann mit Priktionselementen versehen sein, so daß er nur träge in dem Zylinder gleitet, man erhält so eine Kraft, die den Rohling 23 und die Matrize während des letzten Teils der Verschiebung des Zylinders 2 gegen die Matrizenstütze 15 preßt, wenn die Greiforgane 26 und 2? entfernt werden müssen, um den Zylinder ganz über Rohling und Matrize schieben und die Druckkammer 30 ganz schließen zu können, siehe Pig. 2. In diesem Stadium kann in den Spalt zwischen dem Rohling 23 und der Öffnung des Zylinders 2 Öl eingespritzt werden, so daß die P Kammer im wesentlichen mit Druckmittel gefüllt wird. Bei der weiteren Verschiebung des Zylinders 2 nach rechts verringert sich der Druckmittelraum, zwischen Rohling und Zylinder in der Druckkammer 30, wobei beim fortsetzenden Schließen der Druckkammer in erster Linie Luft herausgepreßt wird. Wenn die Druckkammer ganz geschlossen ist, befindet sich der Rohlinghalter 16 in seiner linken Sperrlage, die von der Anschlagsfläche des Schlitzes 19 in der Hülse 11 bestimmt wird, in welchem Schlitz der mit dem Rohlinghalter verbundene Leitklotz 18 läuft. Die

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Länge des EoIiIings ist so-abgepaßt, daß das Federorgan 22 v/äiirend des letzten Teils der Verschiebung des Zylinders 2 so zusammengedrückt wird, daß man eine gewünschte Druckkraft gegen den Rohling 23 erhält, so daß dieser und die Matrize mit gewünschter Kraft gegen die Matrizenstütze 15 gepreßt werden. Der Druckerseu^ungsstetnpel wird gleichzeitig nach rechts geschoben, so daß er nicht aus der Dichtung 12 herausgezogen wird, siehe Fig. 3.

Wie in Fig. 4 und I3 gezeigt, wird ein Einspritzrohr 3I mit einer Dichtung 32 in die mit der Hatrizenstütze 15 vereinten Druckverteilungsplatte 24 eingesetzt und der Druckkammer 30 Druckmittel mit hohem Druck von einer nicht gezeigten Druckmittelquelle zugeführt. Unter hohem Druck versteht man einen Druck von mindestens 25 Bar, aber in der Regel ist der Druck bedeutend höher, vorzugsweise zwischen 1OU und 500 Bar. Eventuell in der Druckkammer 30 verbleibende Luft wird so zusammengedrückt und volumenmäßig so unbedeutend, daß sie in der Druckkammer zugelassen werden kann, da sie die Bewegung des Druckerzeugungsstempels 5 bei Erhöhung des Druckes auf Strangpreßniveau nur unbedeutend beeinflußt. Bei der Zufuhr von Druckmittel wird entweder die Matrize von der Matrizenstütze abgehoben, wie in Fig. 13 gezeigt, und das Druckmittel dringt zwischen Matrize und Matrizenstütze sowie durch die Öffnungen 33 in die Druckkammer 30, oder der Rohling 23 wird von der Matrize 6 ab.geh.oben, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Bei Entfernen des Einspritzrohres 31"bilden die Matrize 6 und die Matrizenstütze 15 bzw. der

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Rohling 23 und die Matrize 6 Ventilorgane in einem Ventil, das das Druckmittel daran hindert, aus der Druckkammer herauszuströmen. Die Druckkammer 30 ist nun mit Druckmittel gefüllt, siehe I¹Ig. 5· Jetzt wird dem Raum 7 im Betätigungszylinder 3 Druckmittel zugeführt, so daß der Druckerzeugungsstempel 5 mit großer Kraft in den Zylinder 2 gepreßt wird und in der Kammer 30 den für das Strangpressen erforderlichen Druck erzeugt Pig. 6 zeigt die lage während des Strangpressens. In der in Eig. 7 gezeigten lage wird das Strangpressen abgebrochen und tk der Zylinder 2 und der Kolben 4 mit dem Stempel 5 in die linke Grenzlage zurückgeführt, wie in Fig. 8 geneigt ist, wonach die Matrize 6 mit dem Rohlingsrest 35 von der Matrizenstütze

34 entfernt wird und eine Maschine 33 äas gepreßte Produkt ^wischen der Matrize 6 und der Matrizenstütze 15 abschneidet. Danach kann ein neuer Arbeitszyklus beginnen.

Die Fig. 9 bis 12 und 14 zeigen eine Presse gemäß der Erfindung, in die der Rohling durch die Öffnung 40 in dem einen Joch 25 des Pressengestelles 1 in den Zylinder eingesetzt wird. Die Öffnung 40 muß in diesem Fall so groß sein, daß eine nicht gezeigte Greifanordnung, die den Rohling 23, die Matrize 6 und die Matrizenstütze 14 einsetzt, durch die Öffnung geschoben werden kann. Die Druckkraft auf die Matrizenstütze 14 wird von einer Druckverteilungsplatte auf das Joch 25 übertragen. Die Platte besteht aus zwei gleichen Teilen 41a und 41b, die auseinandergeschoben werden, wie in den Figuren gezeigt, so daß der Rohling hindurcligeschoben werden kann. Bevor die Greif anordnung entfernt wird, wird eine rohrförmige Stange 42 in die

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Matrizengtutze 14 geschoben, um Druckmittel in die nun geschlossene Druckkammer zu spritzen. Diese Stange hat einen Ansatz 43» so daß sie die Matrizenstütze in die Zylinderöffnung gedruckt halten kann, während die beiden Teile 41a und 41b der Druckverteilungsplatte 41 zusammengeführt werden, siehe Fig. 10 und 11.

Nach dem Strangpressen werden die Teile 41a und 41b auseinandergezogen und die Matrizenstütze 14 und die Matrize 6 mit dem Rohlingsrest 32 durch die Öffnung 4ü im Joch 25 des Preßstativs 1 herausgezogen, siehe Fig. 12. Eine Trennmaschine 33 schneidet danach das gepreßte Produkt 34 ^ar>- &^e:? Matrize ab, wonach der Rohlingsrest 35 von der Matrize 6 entfernt wird, so daß diese erneut verwendet werden kann. Das Abschneiden geschieht bei dieser Preßmethode außerhalb der Presse, was die Gefahr vermindert, daß Metallspäne zwischen die verschiedenen Teile der Presse geraten und Betriebsschwierigkeiten verursachen. Der Preßzyklus ist im übrigen gleich dem früher beschriebenen, so daß eine weitere Erläuterung der letzteren Preßvariante nicht erforderlich ist.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen begrenzt, viele Varianten sind innerhalb der nachstehenden Patentansprüche denkbar.

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Claims (6)

1. Patentansprüche;

   M.J Presse zum hydrostatischen Strangpressen mit einem Pressengestell, einer Druckkammer, die von einem im Gestell verschiebbar angeordneten Hochdruckzylinder begrenzt wird, einer ah der einen Öffnung des Hochdruckzylinders angeordneten Matrize mit einer Öffnung zum Formen eines Profils, einem in die andere Öffnung des Zylinders hineinragenden Kolben zur * Erzeugung eines zum Strangpressen eines Rohlings erforderlichen Druckes in einem in der Druckkammer eingeschlossenen Druckmittel, mit Organen zur Betätigung des druckerzeugenden Kolbens und des Hochdruckzylinders, einem Einsetzmechanismus zum Einsetzen des Rohlings und der Matrize in den Hochdruckzylinder und einem Rohlinghalter zum Fixieren des Rohlings gegen die Matrize vor dem Strangpressen, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse Anordnungen (31 > 42) zum Einspritzen von Druckmedium in die Druckkammer (30) durch die Auslauföffnung des gepreßten Produkts (34) aufweist, durch die der Druck in der Druckkammer vor dem Einschieben des Druckerzeugungskolbens erhöht werden kann, und weiter ein Ventil (6, 15, 23), das das Druckmittel daran hindert, während des Entfernens der Einspritzvorrichtung aus der Druckkammer herauszuströmen,
2. 2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der · Druck der eingespritzten Flüssigkeit 25 Bar übersteigt und vorzugsweise 100 Bar ist.

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3. 3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (6) einen Ventilsitz und der vordere Teil des Rohlings (23) einen gegen den Ventilsitz dichtenden Ventilteil "bildet.
4. 4. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Matrizenstütze (15) Ventilsitz und die Matrize (6) den gegen den Sitz dichtenden Ventilteil bildet.
5. 5. Presse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

   "begrenzt daß die Presse einen im Hochdruckzylinder axial /beweglichen Rohlingshalter (16) enthält, der den Rohling (23) an seinem inneren Ende zentriert und ihn mittels einer Feder gegen die Matrize (6) preßt. - _
6. 6. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeugungskolben (5) während eines ganzen Arbeitszyklusses, "bestehend aus Einsetzen eines Rohlings und einer Matrize in den Hochdruckzylinder (2), Einspritzen von Druckmittel, Strangpressen sowie Entfernung der Matrize und des Rohlingsrestes, ständig so weit in den Hochdruckzylinder (2) eingeschoben ist, daß sein vorderes Ende sich ständig vor der Hochdruckdichtung zwischen Kolben und Zylinder befindet.

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   AZ

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